Bilim insanları, ilk kez NASA’nın Hubble ve James Webb Uzay Teleskoplarının gücünü birleştirerek Güneş Sistemi'mizin en uzak köşelerindeki cisimler olan Neptün Ötesi Cisimleri (TNO) inceledi. Bu cisimlerin bazıları, doğrudan gözlemlenen en küçük ve en sönük cisimler arasında yer alıyor. Araştırmacılar beklenmedik bir şekilde, tahmin ettiklerinden daha az sayıda küçük TNO buldu. Ayrıca bu cisimlerin renklerinin, daha büyük aile üyeleriyle aynı ilişkileri takip ettiği ortaya çıktı.
Bu cisimler, genellikle Neptün'ün yörüngesinin ötesinde Güneş'in etrafında dönen küçük, sönük ve buzul gök cisimleridir. Çoğu, çıplak gözle görülebilen cisimlerden 100 milyondan fazla kez daha sönüktür. Salı günü The Astronomical Journal dergisinde yayımlanan iki tamamlayıcı makalede, ekipler yeni keşfedilen 27 küçük ve sönük TNO'nun rengini, bileşimini ve boyut dağılımını analiz etti.
Bu küçük cisim sınıfı, gezegen oluşumunun erken bir aşamasına dair en iyi görünümü sunuyor. Bu aşamada, Güneş'in yörüngesindeki toz ve çakıl taşlarından oluşan bir disk, şehir boyutunda gezegenimsilere —gezegenleri oluşturmak için bir araya gelen katı yapı taşlarına— dönüşüyordu ancak henüz tam boyutlu dünyalara birleşmemişti. Neptün'ün ötesinde bu ikinci aşama hiç gerçekleşmedi ve geride donmuş bir gezegenimsi popülasyonu bıraktı.
Bugüne kadar yapılan en derinlikli TNO taramasında, Kanada'daki Victoria Üniversitesi'nden doktora adaylarının öncülük ettiği ve Kanada Ulusal Araştırma Konseyi ile Flagstaff'taki Kuzey Arizona Üniversitesi'nin rehberliğinde yürütülen ekipler, gökyüzünün bir bölümünü aynı anda Hubble ve Webb ile inceledi. Hubble ile cisimlerin görünür ışığı, Webb ile de kızılötesi ışığı gözlemlendi. Araştırma ekibi, yüzey bileşiminin parmak izi niteliğindeki cisimlerin renklerini, boyutlarını ölçtü ve yörüngelerini belirledi.
Ekipler bu koordineli gözlemlerde iki farklı TNO türünü inceledi. Birincisi, dinamik olarak 'soğuk' TNO'lar; Güneş Sistemi düzleminde Güneş'in etrafındaki orijinal ve nispeten dairesel yörüngelerindeler. İkinci tür olan dinamik olarak 'sıcak' TNO'lar ise Uranüs ve Neptün'ün mevcut konumları arasında oluştu. Ancak Güneş Sistemi'nin erken dönemlerinde dış gaz devleri göç ettiğinde bugünkü konumlarına doğru itildiler. Günümüzde oldukça eliptik yörüngelerde bulunuyorlar ve Güneş Sistemi düzleminin içine girip çıkıyorlar.
Bu gözlemlerden önce gökbilimciler, hem sıcak hem de soğuk popülasyonlardaki küçük TNO'ların birçok çarpışma geçirdiğini ve yüzeylerinin daha büyük TNO'lara kıyasla değişime uğradığını düşünüyordu. Ancak gözlemler tam tersini gösterdi. Küçük cisimler, daha büyük akrabalarına benziyordu. Bu durum, çarpışmaların yüzeyleri önemli ölçüde değiştirmediğini; belki beklenenden daha az çarpışma olduğunu ya da TNO'ların bir şekilde ilk çağlara ait, çarpışma öncesi bileşimlerini koruduklarını gösteriyor. Ekipler hâlâ bu gizemi çözmeye çalışıyor.
Kuzey Arizona Üniversitesi doktora adayı ve renk ile bileşim çalışmasının lideri Anastasia Morgan konuyla ilgili şunları söyledi: “Parçalanacak şekilde çarpışmaların yüzey bileşimini değiştireceği ve ardından küçük TNO'ların daha büyük kardeşlerine kıyasla farklı bir yüzey rengine sahip olduğunu göreceğimiz bir senaryo hayal edebilirsiniz. Bu nedenle, en küçük cisimlerin bir şekilde nasıl yaratıldıklarının tarihini 'hatırladığını' ve koruduğunu görmek gerçekten çok büyüleyici.”
Çalışmanın yazarlarından Kuzey Arizona Üniversitesi'nden David Trilling ise “Bu dinamik olarak 'sıcak' TNO'lar, o zamandan beri yörüngeleri altüst olmasına rağmen, doğdukları yerin izini koruyorlar” dedi.
Hem 'sıcak' hem de 'soğuk' popülasyonlar, Güneş Sistemi'nin doğuşundan bu yana çok az değişiklik göstererek, oluştuıkları zamanki renklerini koruyor gibi görünüyor.
Webb'den elde edilen veriler, araştırmacıların her boyuttaki cisimlerin sayısını ölçmesine de olanak tanıdı. Her iki popülasyon için genel boyut dağılımlarının şaşırtıcı bir şekilde benzer olduğu bulundu.
Boyut dağılımı çalışmasına liderlik eden Victoria Üniversitesi doktora adayı Marielle Eduardo, “Erken Güneş Sistemi'nin farklı bölgelerinde oluşmalarına rağmen, gezegenimsi oluşum sürecinin hem soğuk hem de sıcak popülasyonlar için aynı boyut dağılımını üretmesi çok ilginç. Süreç, disk sıcak veya soğuk, yoğun veya gevşek olsun, benzer gezegenimsi boyutları ürettiğinden disk koşullarına duyarsız gibi görünüyor” ifadelerini kullandı.
Araştırmacılar ayrıca, bazı gezegen oluşumu modellerine göre beklediklerinden daha az sayıda çok küçük cisim buldu. Webb, son derece sönük 27 yeni TNO keşfetti. Bunlardan biri o kadar sönük ki, Dünya'dan Ay'ın üzerindeki küçük bir ateşböceği sürüsünü görmeye eşdeğer. Gözlemlenen en küçük cismin çapı yaklaşık 3 mil (5 kilometre) ve bu, en hassas yer tabanlı teleskoplarla tespit edilebilenden yaklaşık beş kat daha küçük.
Bu proje, bu TNO'ları tespit etmek ve karakterize etmek için Hubble ve Webb'in birlikte çalışması olmadan mümkün olmazdı. Hubble'ın görünür ışıktaki ve Webb'in kızılötesindeki hassasiyetiyle, uzay teleskopları tek başlarına sağlayabileceklerinden çok daha fazla içgörü sunuyor.
Hubble Uzay Teleskopu otuz yılı aşkın süredir faaliyet gösteriyor ve evrene dair temel anlayışımızı şekillendiren çığır açan keşifler yapmaya devam ediyor. Hubble, NASA ve ESA (Avrupa Uzay Ajansı) arasındaki uluslararası işbirliğinin bir projesidir. NASA'nın Maryland, Greenbelt'teki Goddard Uzay Uçuş Merkezi teleskopu ve görev operasyonlarını yönetiyor. Denver merkezli Lockheed Martin Space de Goddard'daki görev operasyonlarını destekliyor. Baltimore'daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü, Astronomi Araştırmaları için Üniversiteler Birliği tarafından işletilmekte olup NASA için Hubble bilim operasyonlarını yürütmektedir.
James Webb Uzay Teleskobu, dünyanın önde gelen uzay bilimi gözlemevidir. Webb, Güneş Sistemi'mizdeki gizemleri çözüyor, diğer yıldızların etrafındaki uzak dünyalara bakıyor ve evrenimizin gizemli yapılarını, kökenlerini ve evrendeki yerimizi araştırıyor. Webb, NASA'nın ortakları ESA (Avrupa Uzay Ajansı) ve CSA (Kanada Uzay Ajansı) ile birlikte yürüttüğü uluslararası bir programdır.
